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7.5. 使用 Hibernate Search 执行 Lucene 查询

流程

Hibernate Search 可以执行 Lucene 查询并检索由 InfinispanHibernate 会话管理的域对象。搜索提供了 Lucene 的强大功能，无需离开 Hibernate 范式，为 Hibernate 典型搜索机制（HQL、标准查询、本地 SQL 查询）提供了另一个维度。

准备并执行查询由以下四个步骤组成：

  • 创建 FullTextSession
  • 使用 Hibernate QueryHibernate Search 查询 DSL（推荐）或使用 Lucene 查询 API 创建 Lucene 查询 API
  • 使用 org.hibernate.Query 包装 Lucene 查询
  • 通过调用 example list（）或 scroll（）执行搜索.

若要访问查询功能，请使用 FullTextSession。此搜索特定会话打包了一个常规 org.hibernate.Session，以提供查询和索引功能。

示例：创建 FullTextSession

Session session = sessionFactory.openSession();
...
FullTextSession fullTextSession = Search.getFullTextSession(session);
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使用 FullTextSession 使用 Hibernate Search 查询 DSL 或原生 Lucene 查询构建全文本查询。

在使用 Hibernate Search 查询 DSL 时，请使用以下代码： 

final QueryBuilder b = fullTextSession.getSearchFactory().buildQueryBuilder().forEntity( Myth.class ).get();

org.apache.lucene.search.Query luceneQuery =
    b.keyword()
        .onField("history").boostedTo(3)
        .matching("storm")
        .createQuery();

org.hibernate.Query fullTextQuery = fullTextSession.createFullTextQuery( luceneQuery );
List result = fullTextQuery.list(); //return a list of managed objects
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另外，也可使用 Lucene 查询解析器或 Lucene 编程 API 编写 Lucene 查询。

示例：使用 QueryParser 创建 Lucene Query

SearchFactory searchFactory = fullTextSession.getSearchFactory();
org.apache.lucene.queryParser.QueryParser parser =
    new QueryParser("title", searchFactory.getAnalyzer(Myth.class) );
try {
    org.apache.lucene.search.Query luceneQuery = parser.parse( "history:storm^3" );
}
catch (ParseException e) {
    //handle parsing failure
}

org.hibernate.Query fullTextQuery = fullTextSession.createFullTextQuery(luceneQuery);
List result = fullTextQuery.list(); //return a list of managed objects
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基于 Lucene 查询构建的 Hibernate 查询是 org.hibernate.Query。此查询保留与其他 Hibernate 查询工具相同，如 HQL（Hibernate 查询语言）、Native 和 Criteria。使用 list（）、uniqueResult（）、heerate（）和 scroll（）等方法以及查询。

Hibernate Jakarta Persistence 也提供相同的扩展：

示例：使用 Jakarta Persistence 创建搜索查询

EntityManager em = entityManagerFactory.createEntityManager();

FullTextEntityManager fullTextEntityManager =
    org.hibernate.search.jpa.Search.getFullTextEntityManager(em);

...
final QueryBuilder b = fullTextEntityManager.getSearchFactory()
    .buildQueryBuilder().forEntity( Myth.class ).get();

org.apache.lucene.search.Query luceneQuery =
    b.keyword()
        .onField("history").boostedTo(3)
        .matching("storm")
        .createQuery();

javax.persistence.Query fullTextQuery = fullTextEntityManager.createFullTextQuery( luceneQuery );

List result = fullTextQuery.getResultList(); //return a list of managed objects
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注意

这些示例中使用了 Hibernate API。通过调整 FullTextQuery 的检索方式，也可使用 Jakarta Persistence 编写相同的示例。

7.5.1. 构建队列
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Hibernate 搜索查询基于 Lucene 查询构建，允许用户使用任何 Lucene 查询类型。构建查询时，Hibernate Search 使用 org.hibernate.Query 作为查询操作 API，以进行进一步查询处理。

7.5.1.1. 使用 Lucene API 构建 Lucene 查询
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使用 Lucene API 时，可以使用查询解析器（简单查询）或 Lucene 编程 API（复杂查询）。构建 Lucene 查询超出了 Hibernate 搜索文档的范围。详情请查看在线 Lucene 文档或 Lucene in Action 或 Hibernate Search in Action 的副本。

7.5.1.2. 构建 Lucene Query
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Lucene 编程 API 启用全文本查询。但是，在使用 Lucene 编程 API 时，参数必须转换为字符串等效，并且还必须将正确的分析器应用到正确的字段。例如，ngram 分析器使用多个 ngrams 作为给定词的令牌，应进行此类搜索。建议将 QueryBuilder 用于此任务。

Hibernate Search 查询 API 流畅，具有以下关键特征：

  • 方法名称为英文。因此，API 操作可以被阅读和理解为一系列英语短语和指令。
  • 它使用 IDE 自动完成功能，可帮助当前输入前缀的补全并允许用户选择正确的选项。
  • 它通常使用连锁方法模式。
  • 易于使用和阅读 API 操作。

要使用 API，首先创建一个附加到给定 索引类型的 查询构建器。此 QueryBuilder 知道要使用的分析器以及要应用的字段桥接。可以创建几个 QueryBuilders（涉及查询根目录的每个实体类型一个）。QueryBuilder 派生自 SearchFactory。 

QueryBuilder mythQB = searchFactory.buildQueryBuilder().forEntity( Myth.class ).get();
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用于给定字段或字段的分析器也可以被覆盖。 

QueryBuilder mythQB = searchFactory.buildQueryBuilder()
    .forEntity( Myth.class )
        .overridesForField("history","stem_analyzer_definition")
    .get();
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查询构建器现在用于构建 Lucene 查询。使用 Lucene 的查询解析器或 Query 对象通过 Lucene 编程 API 生成自定义查询与 Hibernate Search DSL 一起使用。

7.5.1.3. 关键字查询
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以下示例演示了如何搜索特定词语： 

Query luceneQuery = mythQB.keyword().onField("history").matching("storm").createQuery();
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表 7.10. 关键字查询参数
参数描述

keyword()

使用此参数查找特定词语。

onField()

使用此参数指定要在哪个 lucene 字段中搜索单词。

matching()

使用此参数指定搜索字符串的匹配项

createQuery()

创建 Lucene 查询对象。

  • 值"storm"通过 history FieldBridge 传递。这在涉及数字或日期时很有用。
  • 然后，字段桥接值传递到用于索引字段 历史记录 的分析器。这样可确保查询使用与索引相同的术语转换（小写、ngram、调整等）。如果分析过程为给定词生成了多个术语，则布尔值查询与 SHOULD 逻辑（大约是一个 OR 逻辑）一起使用。

要搜索不是字符串类型的属性： 

@Indexed
public class Myth {
  @Field(analyze = Analyze.NO)
  @DateBridge(resolution = Resolution.YEAR)
  public Date getCreationDate() { return creationDate; }
  public Date setCreationDate(Date creationDate) { this.creationDate = creationDate; }
  private Date creationDate;

  ...
}

Date birthdate = ...;
Query luceneQuery = mythQb.keyword().onField("creationDate").matching(birthdate).createQuery();
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注意

在普通 Lucene 中，Lucene 必须转换为其字符串表示法，本例中为一年。

这种转换适用于任何对象，只要 FieldBridge 具有 objectToString 方法（以及所有内置的 FieldBridge 实施）。

下一个示例搜索使用 ngram 分析器的字段。ngram分析器单词 ngrams 的索引顺序，这有助于避免用户拼写错误。例如，hibernate 的 3 小时是 hib, ibe, ber, ern, rna, nat, ate, ate。 

@AnalyzerDef(name = "ngram",
  tokenizer = @TokenizerDef(factory = StandardTokenizerFactory.class ),
  filters = {
    @TokenFilterDef(factory = StandardFilterFactory.class),
    @TokenFilterDef(factory = LowerCaseFilterFactory.class),
    @TokenFilterDef(factory = StopFilterFactory.class),
    @TokenFilterDef(factory = NGramFilterFactory.class,
      params = {
        @Parameter(name = "minGramSize", value = "3"),
        @Parameter(name = "maxGramSize", value = "3") } )
  }
)

public class Myth {
  @Field(analyzer=@Analyzer(definition="ngram")
  public String getName() { return name; }
  public String setName(String name) { this.name = name; }
  private String name;

  ...
}

Date birthdate = ...;
Query luceneQuery = mythQb.keyword().onField("name").matching("Sisiphus")
   .createQuery();
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匹配单词"Sisiphus"将小写，然后分为 3 型图：sis、iso、sip、iph、phu、hus。这些 ngram 各自将成为查询的一部分。然后，用户可以找到 Sysiphus 神话（使用 y）。所有操作都为用户透明地完成。

注意

如果用户不希望特定字段使用字段网桥或分析器，则可以调用 ignoreAnalyzer（）或 ignoreFieldBridge（）函数。

要在同一个字段中搜索多个可能的词语，请在匹配的 子句中添加它们。 

//search document with storm or lightning in their history
Query luceneQuery =
    mythQB.keyword().onField("history").matching("storm lightning").createQuery();
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要在多个字段中搜索相同的词语，请使用 onFields 方法。 

Query luceneQuery = mythQB
    .keyword()
    .onFields("history","description","name")
    .matching("storm")
    .createQuery();
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有时，即使搜索同一术语，也要与另一个字段不同对待一个字段，为此使用 和Field（）方法。 

Query luceneQuery = mythQB.keyword()
    .onField("history")
    .andField("name")
      .boostedTo(5)
    .andField("description")
    .matching("storm")
    .createQuery();
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在上例中，只有字段名称增加到 5。

7.5.1.4. Fuzzy Queries
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要执行 fuzzy 查询（基于 Levenshtein 距离算法），以 关键字 查询开头并添加 fuzzy 标志。 

Query luceneQuery = mythQB
    .keyword()
      .fuzzy()
        .withThreshold( .8f )
        .withPrefixLength( 1 )
    .onField("history")
    .matching("starm")
    .createQuery();
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阈值 是两个术语正在考虑匹配的限制。它是 0 到 1 之间的小数，默认值为 0.5。prefixLength 是"fuzzyness"忽略的前缀长度。虽然默认值为 0，但建议对包含大量不同术语的索引使用非零值。

7.5.1.5. 通配符查询
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通配符查询在只知道部分词语的情况下很有用。? 表示单个字符，* 代表多个字符。请注意，出于性能考虑，建议查询不以？或 * 开头。 

Query luceneQuery = mythQB
    .keyword()
      .wildcard()
    .onField("history")
    .matching("sto*")
    .createQuery();
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注意

通配符查询不会对匹配的术语应用分析器。* 或 ? 被盗的风险太大。

7.5.1.6. 密码队列
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到目前为止，我们一直在寻找词语或词组，用户还可以搜索准确或大概的句子。使用 phrase（）执行此操作。 

Query luceneQuery = mythQB
    .phrase()
    .onField("history")
    .sentence("Thou shalt not kill")
    .createQuery();
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可以通过添加滑动因子来搜索大致句子。滑动因子表示句子中允许的换句话数：这类似于操作符内或附近的运算符。 

Query luceneQuery = mythQB
    .phrase()
      .withSlop(3)
    .onField("history")
    .sentence("Thou kill")
    .createQuery();
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7.5.1.7. 范围查询
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范围查询搜索给定边界（包含与否）或给定边界以下或以上值之间的值。 

//look for 0 <= starred < 3
Query luceneQuery = mythQB
    .range()
    .onField("starred")
    .from(0).to(3).excludeLimit()
    .createQuery();

//look for myths strictly BC
Date beforeChrist = ...;
Query luceneQuery = mythQB
    .range()
    .onField("creationDate")
    .below(beforeChrist).excludeLimit()
    .createQuery();
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7.5.1.8. 组合查询
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可以组合查询来创建更复杂的查询。可用的聚合操作器如下：

  • SHOULD ：查询应包含该子队列的匹配元素。
  • MUST ：查询必须包含子队列的匹配元素。
  • MUST： 查询不得包含子队列的匹配元素。

子查询可以是任何 Lucene 查询，包括布尔值查询本身。

示例：SHOULD 查询

//look for popular myths that are preferably urban
Query luceneQuery = mythQB
    .bool()
      .should( mythQB.keyword().onField("description").matching("urban").createQuery() )
      .must( mythQB.range().onField("starred").above(4).createQuery() )
    .createQuery();
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示例：MUST 查询

//look for popular urban myths
Query luceneQuery = mythQB
    .bool()
      .must( mythQB.keyword().onField("description").matching("urban").createQuery() )
      .must( mythQB.range().onField("starred").above(4).createQuery() )
    .createQuery();
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示例： MUST not Query

//look for popular modern myths that are not urban
Date twentiethCentury = ...;
Query luceneQuery = mythQB
    .bool()
      .must( mythQB.keyword().onField("description").matching("urban").createQuery() )
        .not()
      .must( mythQB.range().onField("starred").above(4).createQuery() )
      .must( mythQB
        .range()
        .onField("creationDate")
        .above(twentiethCentury)
        .createQuery() )
    .createQuery();
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7.5.1.9. 查询选项
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Hibernate Search 查询 DSL 是一种易于使用的查询 API。在接受和生成 Lucene 查询时，您可以纳入 DSL 不支持的查询类型。

以下是查询类型和字段的查询选项概述：

  • boostedTo （在查询类型和字段上）可将整个查询或特定字段扩展至给定因素。
  • withConstantScore （在查询时）返回与查询匹配的所有结果，其恒定分数等于增长值。
  • 使用 Filter 实例过滤edBy(Filter )（查询时）过滤查询结果。
  • 处理此字段时，ignoreAnalyzer （字段）会忽略分析器。
  • 处理此字段时，忽略FieldBridge （on 字段）忽略字段桥接。

示例：Query 选项的组合

Query luceneQuery = mythQB
    .bool()
      .should( mythQB.keyword().onField("description").matching("urban").createQuery() )
      .should( mythQB
        .keyword()
        .onField("name")
          .boostedTo(3)
          .ignoreAnalyzer()
        .matching("urban").createQuery() )
      .must( mythQB
        .range()
          .boostedTo(5).withConstantScore()
        .onField("starred").above(4).createQuery() )
    .createQuery();
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7.5.1.10. 构建 Hibernate Search Query
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7.5.1.10.1. 常规性
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构建 Lucene 查询后，将其包装到 Hibernate 查询中。查询会搜索所有索引化实体并返回所有索引化类类型，除非明确配置为不这样做。

示例：在 Hibernate 查询中抓取 Lucene 查询

FullTextSession fullTextSession = Search.getFullTextSession( session );
org.hibernate.Query fullTextQuery = fullTextSession.createFullTextQuery( luceneQuery );
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要提高性能，请限制返回的类型，如下所示：

示例：按实体类型过滤搜索结果

fullTextQuery = fullTextSession
    .createFullTextQuery( luceneQuery, Customer.class );

// or

fullTextQuery = fullTextSession
    .createFullTextQuery( luceneQuery, Item.class, Actor.class );
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第二个示例中的第一部分仅返回匹配的客户。同一示例的第二部分返回匹配的操作程序和项目。类型限制是多态限制。因此，如果基本类 Person 返回的两个子类 Salesman 和客户，请指定 Person.class 以根据结果类型进行过滤。

7.5.1.10.2. 分页
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为避免性能下降，建议限制每个查询返回的对象数量。用户从一个页面导航至另一页面是一个非常常见的用例。定义分页的方式类似于在普通 HQL 或标准查询中定义分页。

示例：定义搜索查询的粘贴

org.hibernate.Query fullTextQuery =
    fullTextSession.createFullTextQuery( luceneQuery, Customer.class );
fullTextQuery.setFirstResult(15); //start from the 15th element
fullTextQuery.setMaxResults(10); //return 10 elements
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注意

无论通过 fulltextQuery.getResultSize（）分页，仍然可以获得匹配元素的总数。

7.5.1.10.3. 排序
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Apache Lucene 包含灵活而强大的结果排序机制。默认是相关的排序，适用于各种用例。排序机制可以更改为由其他属性排序，使用 Lucene sortrt 对象应用 Lucene 排序策略。

示例：指定Lucene排序

org.hibernate.search.FullTextQuery query = s.createFullTextQuery( query, Book.class );
org.apache.lucene.search.Sort sort = new Sort(
    new SortField("title", SortField.STRING));

List results = query.list();
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注意

用于排序的字段不能被令牌化。有关令牌大小的更多信息，请参阅 @Field。

7.5.1.10.4. 获取策略
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Hibernate 搜索是否将返回类型限制为一个类，使用单个查询来加载对象。Hibernate Search 受到域模型中定义的静态获取策略的限制。可根据特定用例优化获取策略，如下所示：

示例：在查询中指定 FetchMode

Criteria criteria =
    s.createCriteria( Book.class ).setFetchMode( "authors", FetchMode.JOIN );
s.createFullTextQuery( luceneQuery ).setCriteriaQuery( criteria );
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在本例中，查询将返回与 LuceneQuery 匹配的所有 Book。使用 SQL 外部连接从同一查询加载作者集合。

在标准查询定义中，会根据提供的标准查询来猜测类型。因此，不需要限制返回实体类型。

重要

fetch 模式是唯一可调整的属性。不要在标准查询上使用限制（一个位置的 子句），因为 getResultSize（）如果与有限制的标准结合使用，则抛出 SearchException。

如果预期有多个实体，请不要使用 setCriteriaQuery。

7.5.1.10.5. 投射
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在某些情况下，只需要一小部分属性。使用 Hibernate Search 返回属性子集，如下所示：

Hibernate Search 从 Lucene 索引中提取属性，并将它们转换为其对象表示法并返回对象[] 列表。预测可防止数据库往返用时。但是，它们有以下限制：

  • 生成的属性必须存储在索引（@Field(store=Store.YES)）中，这会增加索引大小。

  • 生成的属性必须使用 field Bridge 实施 org.hibernate.search.bridge.TwoWayFieldBridge 或 org.hibernate.search.bridge.TwoWayStringBridge，后者是简单的版本。

    注意

    所有 Hibernate 搜索内置类型都是双向的。

  • 只有索引实体或其嵌入式关联的简单属性才能被投射。因此无法预测整个嵌入式实体。
  • 投射不适用于通过 @IndexedEmbedded 索引的集合或映射。

Lucene 提供有关查询结果的元数据信息。使用投射常量来检索元数据。

示例：使用 Projection Retrieve Metadata

org.hibernate.search.FullTextQuery query =
    s.createFullTextQuery( luceneQuery, Book.class );
query.;
List results = query.list();
Object[] firstResult = (Object[]) results.get(0);
float score = firstResult[0];
Book book = firstResult[1];
String authorName = firstResult[2];
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字段可以与以下投射常量混合：

  • FullTextQuery.THIS：返回初始化的和管理实体 （作为非投射查询完成）。
  • FullTextQuery.DOCUMENT：返回与投射对象相关的 Lucene Document。
  • FullTextQuery.OBJECT_CLASS：返回索引实体的类。
  • FullTextQuery.SCORE：返回查询中的文档分数。分数可以轻松地将一个结果与给定查询的另一个结果进行比较，但在比较不同查询的结果时却毫无用处。
  • FullTextQuery.ID：投射对象的 ID 属性值。
  • FullTextQuery.DOCUMENT_ID：Lucene 文档 ID。谨慎使用这个值作为 Lucene 文档 ID 可能会在两个不同的 IndexReader 打开之间随时间变化。
  • FullTextQuery.EXPLANATION：返回给定查询中匹配对象 /文档的 Lucene Explanation 对象。这不适用于检索大量数据。运行解释通常与每个匹配元素运行整个 Lucene 查询的成本相同。因此，建议预测。
7.5.1.10.6. 自定义对象初始化策略
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默认情况下，Hibernate Search 使用最合适的策略来初始化与完整文本查询匹配的实体。它将执行一个或多个查询，以检索所需的实体。这种方法可最大程度减少数据库行程，其中仅有些检索到的实体存在于持久性上下文（会话）或第二级缓存中。

如果第二级缓存中存在实体，请强制 Hibernate Search 在检索数据库对象之前查看缓存。

示例：使用查询检查第二个缓存前的

FullTextQuery query = session.createFullTextQuery(luceneQuery, User.class);
query.initializeObjectWith(
    ObjectLookupMethod.SECOND_LEVEL_CACHE,
    DatabaseRetrievalMethod.QUERY
);
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ObjectLookupMethod 定义用于检查对象是否可轻松访问的策略（不从数据库获取）。其他选项有：

  • ObjectLookupMethod.PERSISTENCE_CONTEXT 如果很多匹配实体已加载到持久上下文（加载在 Session 或 EntityManager 中），则会使用。
  • ObjectLookupMethod.SECOND_LEVEL_CACHE 检查持久上下文，然后检查第二级缓存。

将以下内容设置为在二级缓存中搜索：

  • 正确配置和激活第二级缓存。
  • 为相关实体启用第二级缓存。这通过 @Cacheable 等注释来完成。
  • 为 Session、实体管理器或查询启用二级缓存读取访问权限。在 Hibernate 原生 API 或 Jakarta Persistence 中的 CacheRetrieveMode.USE 中使用 CacheMode. NORMAL。
警告

除非第二级缓存实施为 Infinispan，否则不使用 ObjectLookupMethod.SECOND_LEVEL_CACHE。其他第二级缓存提供商无法有效地实施此操作。

使用 DatabaseRetrievalMethod 自定义从数据库加载对象的方式，如下所示：

  • QUERY （默认）使用一组查询来加载每个批处理中的多个对象。建议采用这种方法。
  • FIND_BY_ID 使用 Session.get 或 EntityManager.find 语义一次加载一个对象。如果为实体设置了批处理大小，则建议这样做，这将允许 Hibernate Core 批量加载实体。
7.5.1.10.7. 限制查询的时间
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按照如下所述，限制 Hibernate 指南中查询花费的时间：

  • 在达到极限时引发异常。
  • 限制为在引发时间限制时检索的结果数。
7.5.1.10.8. 引发时间限制例外
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如果查询使用的时间超过定义的时间，则会引发 QueryTimeoutException（org.hibernate.QueryTimeoutException 或 javax.persistence.QueryTimeoutException，具体取决于编程 API）。

要使用原生 Hibernate API 时定义限制，请使用以下方法之一：

示例：在查询执行中定义超时

Query luceneQuery = ...;
FullTextQuery query = fullTextSession.createFullTextQuery(luceneQuery, User.class);

//define the timeout in seconds
query.setTimeout(5);

//alternatively, define the timeout in any given time unit
query.setTimeout(450, TimeUnit.MILLISECONDS);

try {
    query.list();
}
catch (org.hibernate.QueryTimeoutException e) {
    //do something, too slow
}
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getResultSize（）、heerate（）和 scroll（）遵循超时，直到方法调用的末尾。因此，Sterable 或 ScrollableResults 会忽略超时。另外，explain（）也不满足这个超时期限。此方法用于调试，并检查查询性能较慢的原因。

以下是使用 Jakarta Persistence 限制执行时间的标准方法：

示例：在查询执行中定义超时

Query luceneQuery = ...;
FullTextQuery query = fullTextEM.createFullTextQuery(luceneQuery, User.class);

//define the timeout in milliseconds
query.setHint( "javax.persistence.query.timeout", 450 );

try {
    query.getResultList();
}
catch (javax.persistence.QueryTimeoutException e) {
    //do something, too slow
}
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重要

示例代码不能保证查询以指定的结果数量停止。

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